精英家教网 > 初中化学 > 题目详情
6.日常使用的干电池是一种锌锰电池,它的构造是:负极为锌做的圆筒,正极是一根碳棒,它的周围被二氧化锰,碳粉和氯化铵的混合剂所包围,总称为“碳包“.碳包和锌筒之间填充着氯化铵、氯化锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物.废旧干电池随意丢弃会造成环境污染.学校兴趣小组同学准备对废旧的干电池进行探究.
(一)拆解干电池,得到铜帽、锌皮、碳棒、黑色粉末等物质.
(二)回收二氧化锰并测定碳粉与二氧化锰的质量比:(如图1)

(1)干电池使用时将化学能转化成电能.
(2)上述操作中灼烧的目的是除去碳粉;
(3)同学们将过滤后得到的滤渣干燥后称得质量为25克,充分灼烧后冷却称得剩余固体质量为20克,则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为4:1.经分析,此结果偏大,老师指出同学们在实验中缺少一步操作,该操作是洗涤.
(4)为验证二氧化锰,同学们用A、B两支洁净试管,分别取5毫升3%的过氧化氢溶液,往A试管中加入少量上述实验灼烧后得到的固体,如果出现有气泡产生的现象,说明为二氧化锰.反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(三)用拆解得到的锌皮(含杂质)制取硫酸锌晶体.
实验步骤:①将剪碎后的锌皮放入烧杯中,加入足量的稀硫酸,充分反应;②将上述反应后的混合物过滤.③将滤液加热浓缩、降温结晶、过滤,得到ZnSO4•7H2O晶体.
(5)步骤①中反应方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,将锌皮剪碎的目的是增大接触面积,使反应更快更充分.
(6)步骤②需要的仪器有铁架台、烧杯、漏斗和玻璃棒,玻璃棒的作用是引流.
(7)步骤③缺少的操作是降温结晶.
(四)测定锌皮中锌的质量分数.同学们设计了如图2实验装置,取1克锌皮放于试管中,实验中将注射器内50毫升稀硫酸(足量)完全注入试管中.当试管中不再产生气泡时立刻读数得到量筒中水的体积为350毫升.已知实验条件下氢气的密度为0.09g/L.
(8)计算该锌皮中锌的质量分数87.75%.
(9)上述方法测得的锌的质量分数偏大,不可能的原因是CD
A.没等装置冷却就读数
B.锌皮中含有少量铁
C.试管中有气体没有排出
D.将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹.

分析 (1)根据锌锰干电池工作时,可将化学能转化为电能进行解答;
(2)根据碳棒可作为干电池的电极,是因为它具有导电性进行解答;
(3)根据碳粉与氧气反应生成二氧化碳气体,滤渣要洗涤后在干燥;
(4)根据催化剂的作用分析;
(5)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,
(6)根据过滤操作分析;
(7)根据结晶的方法分析;
(8)根据氢气的质量结合方程式计算锌的质量,及一步计算该锌皮中锌的质量分数.
(9)根据锌皮中锌的质量分数=$\frac{锌的质量}{锌皮的质量}×100%$分析.

解答 解:(1)锌锰干电池工作时,可将化学能转化为电能;
(2)碳棒可作为干电池的电极,是因为它具有导电性;
(3)将过滤后得到的滤渣干燥后称得质量为25克,充分灼烧后冷却称得剩余固体质量为20克,所以碳粉的质量为5g,则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为20g:5g=4:1;由于过滤后没有洗涤,直接干燥造成剩余固体质量偏大,此结果偏大,
(4)二氧化锰可以加速过氧化氢分解生成水和氧气,化学方程式为:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
(5)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;将锌皮剪碎的目的是增大接触面积,使反应更快更充分;
(6)步骤②是过滤,需要的仪器有铁架台、烧杯、漏斗和玻璃棒,玻璃棒的作用是引流;
(7)ZnSO4•7H2O晶体溶解度受温度影响比较大,采用降温结晶的方式析出.
(8)生成氢气的质量为(0.350L-0.05L)×0.09g/L=0.027g
设锌的质量为x
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2
65                           2
x                           0.027g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.027g}$
x=0.8775g
锌皮中锌的质量分数$\frac{0.8775g}{1g}×100%$=87.75%;
(9)A.没等装置冷却就读数,气体膨胀,气体的体积较大,测得的锌的质量分数偏大;
B.相同质量锌和铁与足量的酸反应,铁生成的氢气的质量大,锌皮中含有少量铁,生成氢气的质量偏大,测得的锌的质量分数偏大;
C.试管中有气体没有排出,排入集气瓶中,正好等于产生氢气的体积,对结果没影响.
D.将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹,装置还是密封的,对结果没影响.
故答案为:(1)电;(2)除去碳粉(或者将碳粉变成二氧化碳除去,合理即可);
(3)4:1;洗涤;(4)有气泡产生;2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
(5)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑  增大接触面积,使反应更快更充分;
(6)漏斗;引流;(7)降温结晶(或冷却结晶);
(8)87.75%;
(9)C D.

点评 本题容易出错的地方是对实验结果的评价,要知道锌与硫酸反应放出热量,会造成相应的误差,必须冷却到室温才能进行观察和计算.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中化学 来源: 题型:选择题

16.以LiFePO4为材料的新型锂离子电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠,在LiFePO4中Li的化合价为+1价,P的化合价为+5,则Fe的化合价是(  )
A.+2B.0C.+3D.+6

查看答案和解析>>

科目:初中化学 来源: 题型:选择题

17.钚除用于核电外,还可用于制造核武器.钚元素的有关信息如图所示,图中的数据分别表示质子数和相对原子质量.下列说法正确的是(  )
A.钚原子中有94个中子B.钚原子核外有150个电子
C.钚的相对原子质量是244gD.钚属于金属元素

查看答案和解析>>

科目:初中化学 来源: 题型:选择题

14.微量元素在人体中起着极其重要的作用,下列属于人体所需的微量元素是(  )
A.OB.CuC.CD.Ca

查看答案和解析>>

科目:初中化学 来源: 题型:填空题

1.用化学用语填空:
①保持氮气化学性质的微粒N2;  ②n个铜离子nCu2+
③氦气He;                    ④缺乏Ca元素易得佝偻病;
⑤氢气中氢元素的化合价$\stackrel{0}{H}$2;    ⑥人体中最多的物质H2O.

查看答案和解析>>

科目:初中化学 来源: 题型:选择题

11.对于如图的说法中,错误的是(  )
A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B.该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能
C.在此循环中发生了反应:2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2
D.目前化学家急需解决的问题是寻找更加合适的催化剂

查看答案和解析>>

科目:初中化学 来源: 题型:选择题

18.下列说法中正确的是(  )
A.红磷在氧气中能燃烧,在空气中不能燃烧
B.碳在氧气中燃烧后生成无色无味的气体
C.镁条在氧气中燃烧时,火星四射,生成黑色固体
D.铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧,发出白光

查看答案和解析>>

科目:初中化学 来源: 题型:选择题

15.下列属于纯净物的是(  )
A.自来水B.大理石C.二氧化碳D.空气

查看答案和解析>>

科目:初中化学 来源: 题型:选择题

16.一种铬的氧化物可用作油漆颜料,其中Cr的化合价为+3,则该物质的化学式为(  )
A.Cr2O5B.Cr2O3C.Cr3O2D.Cr3O4

查看答案和解析>>

同步练习册答案